DE2540269A1

DE2540269A1 - Steuerbare hydraulische federung fuer die mechanische stuetzvorrichtung der beweglichen, insbesondere radial verschwenkbaren walze einer walzenmuehle

Info

Publication number: DE2540269A1
Application number: DE19752540269
Authority: DE
Inventors: Heinz Meder
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-06-08
Also published as: IT1066250B; ATA667776A; ZA765109B; DE2540269B2; AT343980B; HU171469B; GB1558888A; US4074866A; JPS5235364A; FR2323443A1; FR2323443B3; YU219576A; BR7605880A

Description

Anlage zum Patentgesucn aer H 75/58

Klöckner-Humboldt-Deutz Gr./Li.

Aktiengesellschaft

vom 4.9.1975

Steuerbare hydraulische Federung für die mechanische Stützvorrichtung der beweglichen, insbesondere radial verschwenkbaren Walze einer Walzenmühle

Bei Walzenmühlen, insbesondere zur Feinvermahlung von hartem G-ut, wie beispielsweise Korund, zu einem Endprodukt mit sehr eng toleriertem Kornspektrum, besteht das Bedürfnis zu einer äußerst präzisen Einstellung eines relativ sehr engen Walzenspaltes zwischen den beiden Mahlwalzen. Solche Mühlen sind daher auf einem biegungssteifen stabilen Rahmen oder Bett aufgebaut, an dessen einer Seite die sogenannte Festwalze in einer kompakten Lagerung fest angeordnet ist. Die bewegliche Walze ist dagegen beispielsweise in einer sogenannten Schwinge angeordnet, welche mit dem Gestell drehbar verbunden ist, und oberhalb ihres Drehpunktes die Lagerböcke für die bewegliche Walze aufnimmt, während das dem Walzenspalt angewandte frei bewegliche Ende der Schwinge von einer mechanischen Stützvorrichtung gehalten wird. Diese besteht mit Rücksicht auf die Einstellbarkeit

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des ¥alzenspaltes vorzugsweise aus einer ebenfalls gelenkig mit dem Gestell verbundenen Stützspindel, zwischen deren oberer und unterer Spindelmutter das freie Ende der Schwinge in einer bestimmten Position mechanisch fixiert werden kann. Diese Ausführung hat einen besonderen Yorteil auch in der Betriebspraxis, weil man damit besonders unkompliziert und zweckmäßig den Walzenspalt einstellen konnte. Man brauchte dabei nur die Schwinge mit Hilfe der unteren Mutter soweit anzustellen, bis die bewegliche Walze ohne einen Walzenspalt an der festen Walze zum Anliegen kam. Sodann wurde diese Mutter um eine bestimmte, vorgegebene G-radzahl eines Winkels zurückgeschraubt und die Schwinge in dieser Position mit der oberen Spindelmutter an der Stützspindel fixiert, Mit dieser einfachen Maßnahme war eine genaue Festlegung des Walzenspaltes möglich. Als Sicherheit gegen eine Überbeanspruchung der Walzen bzw. Walzenlagerung infolge Änderung der Aufgabeverhältnisse oder bei Einziehen eines Fremdkörpers in den Walzenspalt genügte darüberhinaus die mechanische Elastizität der Gesamtmaschine bzw. der Schwinge, oder man ging dazu über, an einem der Gelenke eine sogenannte Sollbruchstelle für die Vermeidung einer extremen Überlastung einzubauen.

Es wurde auch schon vorgeschlagen und durchgeführt, zwischen Schwinge und Spindelmutter eine Federung einzubauen, sei es in Form einer Gummifeder oder in Form sogenannter Teller-

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federn aus Stahl, mit/froher Progression. Der große ITachteil solcher mechanischen Federung zwischen Schwinge und Spindelnmtter ergibt sich jedoch dadurch, daß infolge der Abhängigkeit τοη Kraft und Weg, der sogenannten Progression einer solchen Feder, die Einstellung einerseits eines bestimmten Walzenspaltes und andererseits einer bestimmten Federvorspannkraft zu einem Kunststück wird, für dessen Beherrschung man ein hohes Maß an Erfahrung, Fingerspitzengefühl und mithin Personenabh'ängigkeit benötigt. Es sind andererseits hydraulische Stützeinrichtungen für Walzenpressen, beispielsweise zum Heißbrikettieren, bekannt geworden, bei welchen die bewegliche Presswalze mittels druckbeaufschlagter Hydraulikkolben gegen eine feste Gegenwalze zur Anlage gebracht wird . Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 584 592 bekannt geworden. Desgleichen wird in der deutschen Patentschrift ITr. 946 676 eine steuerbare hydraulische Andrückvorrichtung für eine Walzenmaschine beschrieben, bei welcher ein sogenannter Reibbarren spaltlos dicht auf die Walze gepresst wird. Auch die deutsche Patentschrift 1 083 104 hat eine hydraulische Auspressvorrichtung für Walzwerke zum Gegenstand, bei welcher mittels einer federbelasteten, druckeinstellbaren Ventilvorrichtung der Arbeitsdruck in den Stützzylindern der Walzen regelbar eingestellt wird.

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Diese bekannten und andere ähnliche hydraulische Stützvorrichtungen haben alle den wichtigen Unterschied zu der vorliegenden Erfindung gemeinsam, daß nämlich bei diesen lediglich eine bestimmte, einstellbare und konstant zu haltende Kraft Walze/Walze gefordert wird, während die Einstellung eines bestimmten Walzenspaltes nicht erforderlich ist. Ganz anders verhält es sich mit der Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt. Hier ist die Einstellung eines exakt determinierten Walzenspaltes innerhalb sehr enger Ein-Stellungstoleranzen die wichtigste Forderung. Sie soll, wie dies bereits weiter oben beschrieben wurde, auf völlig unkomplizierte Art und Weise mechanisch mittels der Spindelmutter einstellbar sein. Und andererseits soll bei Überschreiten eines vorher eingestellten, maximalen Spaltdruckes die bewegliche Walze zur Vermeidung von Maschinenschaden um ein geringes Maß aus ihrer eingestellten Position gegenüber der Festwalze ausweichen können. Und die technische Lösung für die Aufgabe, welche sich hieraus ergibt, soll mit möglichst wxrtschaftlxchen, unkomplizierten, in Bedienung und Wartung anspruchslosen Mitteln durchgeführt werden können.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem den Mahldruck

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aufnehmendenYwiderlager und der Schwinge mindestens eine

hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit eingeschaltet ist.

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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ringförmig um die Stützspindel in Form einer sogenannten Hydraulikmutter angeordnet.

Dabei kann es sinnvoll sein, die Widerlager der Stützspindel so auszugestalten, daß diese Spindelmuttern sind.

Diese Anordnung einer Hydraulikmutter hat nicht nur den Vorteil, daß die Aufgabe der Erfindung eine vollkommene, nahezu ideale Lösung findet, sondern sie gestattet auch in vorteilhafter Weise eine nachträgliche Umrüstung bereits gelieferter Maschinen mit bisher ungefederter, starrer Anlenkung der Schwinge an die Stützspindel, ohne konstruktive Änderung, lediglich durch Austausch der unteren Mutter ohne Hydraulikmutter gegen eine neue Mutter nach der Erfindung mit eingesetzter Hydraulikmutter.

Damit die so geschaffene Anordnung die Funktion eines Federele— mentes ausüben kann, ist in sinnvoller Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen, daß die Hydraulikmutter über eine Druckleitung einerseits mit einem hydraulischen Druckgeber und andererseits mit einem hydropneumatischen Federsystem in Verbindung steht. Dieses hydropneumatische Federsystem kann in an sich bekannter Weise ein mit einem Inertgas vorgespannter hydraulischer Druckspeicher sein. Die Funktion und der funktioneile Vorteil dürften dabei so überschaubar und einfach sein, daß es kaum einer längeren Ausführung hierüber bedarf. Wenn nämlich der Walzenspalt beispielsweise durch einen Fremdkörper gewaltsam auseinander getrieben wird, dann weicht die bewegliche Walze zurück-,

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nachdem sie mit Hilfe der Schwinge in der Hydraulikmutter den vorgegebenen hydraulischen Druck überwunden hat. Das dabei aus der Hydraulikmutter gewaltsam verdrängte Hydraulikoel wird in diesem Moment von dem Hydraulikspeicher aufgenommen, und sobald der Fremdkörper aus dem Walzenspalt wieder entfernt ist, strömt das OeI infolge des im Druckspeicher herrschenden Gegendruckes wieder in die Hydraulikmutter zurück, und die bewegliche Walze nimmt wieder exakt ihre vorherbestimmte Stellung gegenüber der Festwalze ein, ohne daß sich der Walzenspalt hierdurch verändert hat.

Wie bereits erwähnt, ist ein ganz wesentliches Anliegen der Erfindung, die Mittel zur Lösung der Aufgabe so unkompliziert als möglich, dabei betriebssicher und einfach in der Handhabung zu gestalten. Deshalb ist bei einer· vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der hydraulische Druckgeber in an sich bekannter Weise eine hydraulische Pumpe, vorzugsweise eine einfache Handpumpe ist.

Eine solche Ausführung, in Aufwand und Einfachheit etwa einem hydraulischen Wagenheber vergleichbar, genügt einerseits voll und ganz den funktioneilen Anforderungen und ist andererseits an Unkompliziertheit nicht mehr zu überbieten. Sofern jedoch in unmittelbarer Nähe der Walzenmühle ein mit dieser nicht zusammenhängendes hydraulisches Drucksystem zufällig vorhanden wäre, könnte die hydraulische

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Federung nach der Erfindung auch hieran angeschlossen werden, so daß der hydraulische Druckgeber die Druckseite eines beliebigen hydrostatischen oder hydrodynamischen Systeiaes ist.

Weil die erfindungsgemäße Vorrichtung die Punktion einer unter konstanter Spannung stehenden Federung zu erfüllen hat, ist es sinnvoll, diese nach einer Druckaufladung durch den hydraulischen Druckgeber gegenüber diesem abzusperren, um zu "vermeiden, daß etwaige Oelverluste innerhalb des Druckgebers das Absinken der Federspannung bewirken können. In sinnvoller Ausgestaltung der Erfindung kann daher zwischen dem hydraulischen Druckgeber einerseits und dem Druckspeicher, bzw. der Hydraulikmutter andererseits ein Absperrorgan angeordnet sein.

Dem Bedürfnis einer Kontrolle des in dem Federungssystem herrschenden Druckes entsprechend, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen Hydraulikspeicher einerseits und Hydraulikmutter andererseits ein Druckmanometer angeordnet ist.

Und schließlich kann es dabei von Yorteil sein, daß die Teilung der Anzeigeskala des Druckmanometers in einer dem Brechdruck zwischen den Mahlwalzen entsprechenden Einheit, zum Beispiel Kilopond^ geeicht ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen eines

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Ausführungsbeispieles beschrieben und dabei näher erläutert. Es zeigen:

Jigur 1 Das Funktionsschema einer Walzenmühle mit der mechanischen Stützvorrichtung zur Aufnahme der steuerbaren hydraulischen Federung nach der Erfindung

Figur 2 zeigt im Schnitt die detaillierte konstruktive Ausgestaltung einer mechanischen Stützvorrichtung mit eingebauter steuerbaren hydraulischer Federung.

In Figur 1 erkennt man in rein schematischer Darstellung eine Walzenmühle, bestehend aus dem schweren G-rundgestell 1, welches den Bock 2 trägt, der seinerseits die Lagerung 3 der festen Walze 4 aufnimmt. Die bewegliche Walze 5 ist in einer Schwinge 6 gelagert, die ihrerseits im Gelenk ¹B' drehbar mit dem G-rundgestell 1 verbunden ist. Diese Schwinge 6 besitzt den Arm 7, welcher sich im Punkt 8 mit der Hebellänge H gegen die Stützspindel 9 mechanisch abstützt-Die Stützspindel 9 ist ihrerseits im Gelenkpunkt 10 mit dem schweren Grundgestell 1 gelenkig verbunden und hält zur Einstellung des Walzenspaltes W den Arm 7 zwischen der unteren Spindelmutter 11 und der oberen Spindelmutter 12

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in fester Position.

Die Einstellung des Walzenspaltes geschieht in der Weise, daß man den Arm 7 der Schwinge 6 durch Aufwärtsschrauben der unteren Spindelmutter 11 soweit in die Höhe bringt, bis die bewegliche Walze 5 an der festen Walze 4 kraft = und formschlüssig ohne Walzenspalt ( W güeich O ) zur Anlage kommt. Sodann wird die obere Spindelmutter 12 handfest gegen die untere Spindelmutter 11 gekontert. Anschliesend wird die untere Spindelmutter 11 gelöst und nun schraubt man die obere Spindelmutter 12 um einen bestimmten Umdrehungswinkel nach unten und kontert durch Anziehen der unteren Spindelmutter 11, wodurch der Arm 7 der Schwinge 6 derart zwischen den beiden Spindelmuttern 11 und 12 fixiert wird, daß ein ganz bestimmter Spalt W zwischen der festen und der beweglichen^ Walze eingestellt bleibt. Damit nun bei einer gewaltsamen weiteren Öffnung des Walzenspaltes W der Mühle, beispielsweise verursacht durch einen metallischen Fremdkörper oder durch eine Veränderung in der Aufgabemenge, kein Bruch in der Maschine eintritt, muß es dem Arm 7 der Schwinge ermöglicht werden, in Richtung des Pfeiles S eine Ausweichbewegung gegen die untere Spindelmutter 11 auszuführen. Diese Bewegung des Annes 7 wird gemäß Erfindung dadurch möglich gemacht, dafi die untere Spindelmutter 11 die hydraulische Mutter als Pederungs-

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element in sich aufnimmt. Die näheren Einzelheiten hiervon ergeben sich aus Pigur 2. Man erkennt hierin den Arm der Schwinge 6 nach ]?igur 1, welcher von der Stützspindel 9 zwischen der oberen Spindelmutter 12 und der unteren Spindelmutter 11 festgehalten ist. Die Stützspindel 9 ihrerseits ist im Gelenkpunkt 10 gelenkig mit dem Maschinengestell 1 verbunden. Zum Ausgleich etwaiger Winkelbewegungen zwischen der Stützspindel 9 und dem Arm 7 ist die Auflage zwischen den Spindelmuttern 11 und 12 sowie dem Arm 7 in 3?orm eines Kugelgelenkes 13, 13' ausgebildet. Zwischen dem tragenden Plansch 14 der unteren Spindelmutter 11 und dem kugelgelenkartigen Auflager 13' des Armes 7 ist die Hydraulikmutter 15 angeordnet. Diese besteht - funktionell gesehen - aus einem rotationssymmetrischen hydraulischen Arbeitskolben 16, welcher sich gleitend in dem hydraulischen Arbeitszylinder 17 um einige Millimeter auf und ab bewegen kann. Der Ringraum 18 isiv&abei mit Hydraulikoel gefüllt, welches beim Stutzen 19 durch die Druckleitung ZQ eingeführt wird. Man erkennt weiter die hydraulische Handpumpe 21, welche mit einem kleinen Hydraulikoeltank 22 integrierend verbunden ist, und deren Druckleitung 23 an ein Terteilerstück 24 angeschlossen ist, welches auf der Oberseite den Druckanzeigemanometer 25 und an der unteren Seite das Absperrorgan 26 sowie den Anschluß 27 für die DruciLeitung 20 aufweist. Mit 28 ist ein I=Stück in der

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Druckleitung 20 bezeichnet, welches zum Anschluß des hydropneumatischen Druckspeichers 29 vorgesehen ist.

Wie bereits aus der Funktionsbeschreibung zu Figur 1 erkennbar, wird eine Einstellung der mechanischen Stützvorrichtung zur Erzielung eines bestimmten Walzenspaltes W in der Weise vorgenommen, daß durch Herunterschrauben der oberen Spindelmutter 12 gegen die Kraft der Hydraulikerntter 15 ein genau vorher bestimmbarer Walzenspalt W zur Einstellung kommt. Die untere Spindelmutter 11 wird sodann in eine solche Position geschraubt, daß ein bestimmter Arbeitsspielraum zwischen dem Arbeitskolben 16 und dem Arbeitszylinder 17 der Hydraulikmutter 15 übrigbleibt, so wie dies im Detail in der Figur 2 dargestellt ist. Anschliessend wird bei feststehendem Walzenspalt W mit Hilfe der Handpumpe 21 der Druckspeicher 29 so weit im statistischen Druck erhöht, ablesbar und erkennbar an der Anzeigeskala des Manometers 25, daß ein bestimmter Arbeitsdruck für den Walzenspalt W vorgegeben ist. Diese Aufgabe kann dadurch noch besonders erleichtert werden, daß man die Skala 30 entsprechend den gegebenen Kraftübersetzungsverhältnissen in Kilopond = (Arbeitsdruck im Walzenspalt W) einteilt und geeicht.

Aus der Darstellung ist auch ersichtlich, daß die Erfindung

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eine sehr einfache Möglichkeit bietet, "bei älteren Walzenmühlen, deren Stützspindel noch keine steuerbare hydraulBsbe Federung aufweist, diese durch Austauschen einer unteren Spindelmutter 11 ohne hydraulische Mutter 15 gegen eine solche mit der hydraulischen Mutter 15 nachträglich naehaurüsten und damit die ältere Maschine ohne größere Kosten dem neuesten Stand der Technik anzupassen.

Im übrigen ist das gezeigte Konstruktionsdetail einer beispejilhaften Ausführung der hydraulischen !Federung für eine mechanische Stützvorrichtung an der beweglichen Walze einer Walzenmühle nur eine Ausführungsart, welche stellvertretend für eine Reihe ähnlicher Ausführungsmöglichkeiten = und Varianten sein soll. Derartige ähnliche Ausführungsformen fallen indessen alle unter die Erfindung, sofern sie einem der folgenden Ansprüche genügen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

^rl) Steuerbare hydraulische Federung für die mechanische Stützvorrichtung der beweglichen, insbesondere radial verschwenkbaren Walze einer Walzenmühle, wobei diese bewegliche Walze in einer Schwinge gelagert ist, welche durch mindestens eine Stützspindel zwischen je einem oberen und einem unteren Widerlager derart eingestellt wird, daß sich zwischen der beweglichen Walze und einer festen Gegenwalze ein bestimmter Mahlspalt ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Mahldruck aufnehmenden unteren Widerlager (11) und der Schwinge (6,7) mindestens eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (15) eingeschaltet ist.
2. Steuerbare hydraulische Federung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ringförmig um die Stützspindel (9) in Form einer sogenannten Hydraulikmutter (15) angeordnet ist.
3. Steuerbare hydraulische Federung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager der Stützspindel (9) Spindelmuttern (11, 12) sind.
4. Steuerbare hydraulische Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (15) über eine Druckleitung (20) einerseits

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mit einem hydraulischen Druckgeber (21) und andererseits mit einem hydropneuma tischern Federsystem (29) in Verbindung steht.
5. Steuerbare hydraulische Federung nach dem Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hydropneumatisehe Federsystem in an sich bekannter Weise ein mit Inertgas vorgespannter hydraulischer Druckspeicher (29) ist.
6. Steuerbare hydraulische Federung nach dem Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckgeber in an sich bekannter Weise eine hydraulische Pumpe, vorzugsweise eine einfache hydraulische Handpumpe (21) ist.
7. Steuerbare hydraulische Federung nach dem Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckgeber die Druckseite eines hydrostatischen oder hydrodynamischen Systems ist.
8. Steuerbare hydraulische Federung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (20, 23) zwischen dem hydraulischen Druckgeber (21) einerseits und dem Druckspeicher (29), bzw. der Hydraulikmutter (15) andererseits ein Absperrorgan (26) angeordnet ist.

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9« Steuerbare hydraulische Federung nach einem der Ansprüche
1 bis £T, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hydraulikspeicher (29) einerseits und Hydraulikmutter (15) andererseits ein Drucknanometer (25) angeordnet ist.
10. Steuerbare hydraulische Federung nach Anspruch S, dadurch
gekennzeichnet, daß die Teilung der Anaeigeskala (30) des Druckmanometers (25) in einer dem Brechdruck zwischen den Mahlwalzen entsprechenden Einheit, z. B. Kilopond geeicht ist.

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